Il processo elettrolitico consiste nel far passare una corrente elettrica attraverso un elettrolita, tra due elettrodi conduttori chiamati anodo e catodo. Dove avvengono i cambiamenti agli elettrodi.
Quando colleghiamo gli elettrodi a una fonte di energia (generatore di corrente continua), l'elettrodo che è attaccato al polo positivo del generatore è l'anodo e l'elettrodo che è attaccato al polo negativo del generatore è il catodo.
Una reazione di elettrolisi può essere considerata come un insieme di due semi-reazioni, un'ossidazione anodica e una riduzione catodica.
Per spiegare le reazioni agli elettrodi, si considererà il cloruro di sodio fuso, perché contiene solo due tipi di ioni. Si usano elettrodi inerti, il che significa che non reagiscono chimicamente con gli ioni di sodio e cloruro.
Gli ioni di sodio (+), o cationi, sono attratti dall'elettrodo negativo (catodo). Il catodo è reso negativo dall'azione della fonte che pompa elettroni verso di esso.
Gli elettroni del catodo sono in uno stato di alta energia potenziale. Lo ione sodio è caricato positivamente, il che significa che attrae elettroni e che un elettrone da un atomo di sodio avrebbe un'energia potenziale più bassa di un elettrone dal catodo. Quindi gli elettroni al catodo si muovono verso il catione, a causa della differenza di energia potenziale. Al catodo, gli ioni di sodio sono convertiti in atomi di sodio con l'aggiunta di un elettrone. Questo è un cambiamento chimico e può essere rappresentato dalla seguente equazione:
Na+ +e- →Na0
Questo cambiamento chimico rappresenta un guadagno di elettroni, quindi il sodio si riduce e diventa metallico, quindi il cambiamento chimico che avviene sempre al catodo è una riduzione.
L'anodo è positivo perché la fonte pompa elettroni fuori di esso e attrae anche ioni cloruro (-) o anioni. All'anodo, gli elettroni hanno una bassa energia potenziale. Al contrario, gli elettroni esterni dello ione cloruro sono in uno stato ad alto potenziale.
stato ad alto potenziale. Quando gli ioni cloruro arrivano all'anodo, forniscono elettroni all'anodo. Gli elettroni si spostano da uno stato di alta energia potenziale a uno stato di bassa energia potenziale. Il cambiamento all'anodo può essere rappresentato da un'altra equazione:
2Cl- →Cl2 +2e-
Gli ioni cloruro perdono elettroni negli atomi di cloro, che a loro volta formano molecole di cloro gassoso. La reazione anodica è sempre una reazione di ossidazione.
Le reazioni di ossidazione e riduzione avvengono simultaneamente, ma separatamente, poiché si verificano in punti diversi. La sorgente non produce elettroni, li trasporta solo da un posto all'altro, quindi gli elettroni che la sorgente fornisce al catodo provengono dall'anodo. La funzione della sorgente è quella di aumentare l'energia potenziale degli elettroni al catodo.
Queste reazioni dell'elettrodo sono chiamate semireazioni, e la reazione complessiva dell'elettrolisi del cloruro di sodio è:
2Na+ +2Cl- →2Na0 +Cl2
La natura delle reazioni degli elettrodi dipende dalla differenza di potenziale applicata o dalla tensione.
Fonte: FES-CUAUTITLÁN Mtro. FELIPE DÍAZ DEL CASTILLO R.